Glutation peroxidază

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 21 ianuarie 2016; verificările necesită 14 modificări .
Glutatin peroxidaza 1
Notaţie
Simboluri GPX1
Entrez Gene 2876
HGNC 4553
OMIM 138320
RefSeq NM_000581
UniProt P07203
Alte date
Cod KF 1.11.1.9
Locus a 3-a creasta , 3p21.3
Informații în Wikidata  ?
glutation peroxidaza 3 (găsită în plasma sanguină)
Notaţie
Simboluri GPX3
Entrez Gene 2878
HGNC 4555
OMIM 138321
RefSeq NM_002084
UniProt P22352
Alte date
Cod KF 1.11.1.9
Locus creasta a 5-a , 5q23
Informații în Wikidata  ?
glutation peroxidaza 5 (proteine ​​epidermice, legate de androgeni)
Notaţie
Simboluri GPX5
Entrez Gene 2880
HGNC 4557
OMIM 603435
RefSeq NM_001509
UniProt O75715
Alte date
Cod KF 1.11.1.9
Locus a 6-a creasta , 6p21,32
Informații în Wikidata  ?
glutation peroxidaza 6 (sistemul vizual)
Notaţie
Simboluri GPX6
Entrez Gene 257202
HGNC 4558
OMIM 607913
RefSeq NM_182701
UniProt P59796
Alte date
Cod KF 1.11.1.9
Locus a 6-a creasta , 6p21
Informații în Wikidata  ?

Glutation peroxidaza (GP, engleză Glutation  peroxidase , PDB 1GP1 , ( EC 1.11.1.9 Copie de arhivă datată 26 mai 2011 pe Wayback Machine ) este o familie de enzime care protejează organismul de daune oxidative. Glutation peroxidaza catalizează reducerea hidroperoxizilor lipiți. la alcoolii corespunzători și reducerea peroxidului de hidrogen în apă. Sunt cunoscute mai multe gene care codifică diferite forme de glutation peroxidaze, care diferă ca localizare în organism. La mamifere și la oameni, o parte semnificativă a enzimelor acestei familii conțin seleniu proteine ​​tetramerice și glicoproteine ​​, există și forme monomerice și non-seleniu [1] .

Izoenzime

Există mai multe izoenzime care sunt codificate de gene diferite . Izoenzimele diferă în ceea ce privește localizarea celulelor și specificitatea substratului . La om, se disting 8 forme de GPx, dintre care 5 sunt dependente de seleniu (seleniul face parte din centrul activ) [1] . Glutation peroxidaza 1 (GPx1) - formă tetramerică, este cea mai comună formă a enzimei și se găsește în citoplasma aproape tuturor țesuturilor mamiferelor , substratul GPx1 este atât peroxid de hidrogen , cât și mulți hidroperoxizi organici. Glutation peroxidaza 2 (GPx2) este, de asemenea, o enzimă tetramerică și este exprimată în intestin. Cele mai mari concentrații ale acestei enzime au fost găsite la baza criptelor intestinale. În timpul embriogenezei, expresia genei care codifică GPx2 predomină în țesuturile cu creștere rapidă [1] . GPx3 este o enzimă tetramerică extracelulară și se găsește în principal în plasmă. [2] Secretat în plasmă în principal de către rinichi [1] . Glutation peroxidaza 4 (GPx4) este o izoenzimă monomerică de mare importanță în metabolismul hidroperoxizilor lipidici; GPx4 este, de asemenea, exprimat la niveluri mai scăzute în aproape toate celulele de mamifere. Ea există sub forma a trei forme sintetizate din aceeași genă (forme citosolice, mitocondriale și nuclee GPx4 ale spermatozoizilor) [1] . GPx5 este un GPx tetrameric non-seleniu specific epididimului (se formează în epiteliul capului epididimului) [1] . GPx6 este un tetramer, o selenoproteină la om și o enzimă non-seleniu la rozătoare; expresia genei pentru această enzimă a fost găsită în embrionii de șoarece și în glandele Bowman sub epiteliul olfactiv [1] .

Glutation peroxidaza, izolată din eritrocitele bovine , are o greutate moleculară de aproximativ 84 kDa.

Reacție

Un exemplu de reacție catalizată de enzima glutation peroxidază este reacția:

2GSH + H2O2 → GS-SG + 2H2O.

unde GSHdenotă glutation redus și GS-SG este glutation disulfură .

Enzima glutation reductază reduce și mai mult glutationul oxidat și completează ciclul:

GS-SG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+.

Structura

La mamifere , GPx1 , GPx2 , GPx3 și GPx4 s-au dovedit a fi enzime care conțin seleniu , în timp ce GPx6 este o selenoproteină umană cu omologi care conțin cisteină la rozătoare. GPx1, GPx2 și GPx3 sunt proteine ​​homotetramerice, în timp ce GPx4 și GPx7 au o structură monomerică [1] . Integritatea membranelor celulare și intracelulare este foarte dependentă de glutation peroxidază . Funcțiile antioxidante ale formelor de glutation peroxidază care conțin seleniu sunt mult crescute datorită prezenței seleniului [3] .

Mecanismul de reacție

Centrul activ al enzimei conține un reziduu de aminoacid selenocisteină . Atomul de seleniu este în starea de oxidare -1 și este oxidat de hidroperoxid la SeOH. Apoi, SeOH se combină cu o moleculă de glutation (GSH), formând Se-SG și apoi se combină cu o altă moleculă de glutation. În acest caz, Se − este regenerat și se formează produsul secundar GS-SG.

Metode pentru determinarea activității glutation peroxidazei

Activitatea glutation peroxidazei este măsurată spectrofotometric prin mai multe metode. Un amestec de reacție utilizat pe scară largă este adăugarea de glutation reductază, urmată de măsurarea conversiei NADPH în NADP [4] . O altă abordare este măsurarea glutationului redus rezidual (GSH) în reacția cu reactivul Ellman . Pe baza acestui fapt, există mai multe metode pentru determinarea activității glutation peroxidazei, fiecare dintre ele utilizând diferiți hidroperoxizi ca substrat reducabil, de exemplu, hidroperoxid de cumen [5] , hidroperoxid de terț-butil [6] și peroxid de hidrogen [7] .

Specificul tiolului

Dependența strictă a funcționării glutation peroxidazelor de GSH nu este caracteristică tuturor izoenzimelor din această familie. GPx1 este destul de puternic specific pentru GSH, deși poate folosi gamma-glutamilcisteină în loc de GSH ca cosubstrat tiol [1] . Există dovezi că GPx3 este capabil să utilizeze homocisteină redusă în loc de GSH [8] . De asemenea, GPx3 reacționează bine cu cisteina, tioredoxina și glutaredoxina în loc de GSH [1] .

Knockouts de gene

Soarecii knockout pentru gena Gpx1 a glutation peroxidazei au un fenotip normal, durata de viață normală. Aceste date indică faptul că această enzimă nu este critică pentru viață. Cu toate acestea, șoarecii care elimină două copii ale genei dezvoltă cataractă prematură și defecte în proliferarea celulelor musculare accesorii. [2] Cu toate acestea, șoarecii knockout GPX4 glutation peroxidaza 4 mor în timpul dezvoltării embrionare timpurii. [2] Există dovezi că nivelurile reduse de glutation peroxidază 4 pot crește durata de viață la șoareci. [9]

Nu există date despre knockout-urile altor gene care codifică glutation peroxidaza.


Descoperire

Glutation peroxidaza a fost descoperită în 1957 de Gordon Mills. [zece]

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Razygraev A.V., Matrosova M.O., Titovich I.A. Rolul glutation peroxidazelor în țesutul endometrial: fapte, ipoteze, perspective de studiu  // Journal of Obstetrics and Women's Diseases. - 2017. - T. 66 , Nr. 2 . - S. 104-111 . Arhivat din original pe 9 decembrie 2018.
  2. 1 2 3 Muller FL, Lustgarten MS, Jang Y., Richardson A., Van Remmen H. Trends in oxidative aging theories  // Free  Radical Biology and Medicine : jurnal. - 2007. - august ( vol. 43 , nr. 4 ). - P. 477-503 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 . — PMID 17640558 .
  3. Regina Brigelius-Flohé, Leopold Flohé. Selenoproteine ​​din familia Glutation Peroxidaza   // Seleniu . - Springer, New York, NY, 2011. - P. 167-180 . - ISBN 9781461410249 , 9781461410256 . - doi : 10.1007/978-1-4614-1025-6_13 . Arhivat din original pe 9 decembrie 2018.
  4. D. E. Paglia, W. N. Valentine. Studii privind caracterizarea cantitativă și calitativă a peroxidazei glutation eritrocite  // The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967-07. - T. 70 , nr. 1 . — S. 158–169 . — ISSN 0022-2143 . Arhivat din original pe 11 decembrie 2021.
  5. Jack J. Zakowski, Al L. Tappel. Un sistem semiautomat pentru măsurarea glutationului în analiza peroxidazei glutation  //  Biochimie analitică. - 1978-09-01. — Vol. 89 , iss. 2 . — P. 430–436 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(78)90372-X .
  6. VM Moin. [O metodă simplă și specifică pentru determinarea activității glutation peroxidazei în eritrocite ] // Laboratornoe Delo. - 1986. - Emisiune. 12 . — S. 724–727 . — ISSN 0023-6748 . Arhivat din original pe 11 decembrie 2021.
  7. A.V. Razygraev, A.D. Yushina, I.A. Titovich. Metoda de determinare a activității glutation peroxidazei în creierul șoarecilor și aplicarea acesteia într-un experiment farmacologic  // Buletin de biologie și medicină experimentală. - 2018. - T. 165 , Nr. 2 . - S. 261-267 . Arhivat din original pe 11 decembrie 2021.
  8. Razygraev A.V., Taborskaya K.I., Petrosyan M.A., Tumasova Zh.N. Activitățile tiolperoxidazei din plasma sanguină de șobolan determinate folosind peroxid de hidrogen și acid 5,5`-ditiobis(2-nitrobenzoic)  // Chimie biomedicală. - 2016. - T. 62 , Nr. 4 . - S. 431-438 . — ISSN 10.18097/PBMC20166204431 . Arhivat din original pe 9 decembrie 2018.
  9. Ran Q., Liang H., Ikeno Y., et al. Reducerea glutationului peroxidazei 4 crește durata de viață prin creșterea sensibilității la apoptoză  //  The Journals of Gerontology  : journal. - 2007. - Vol. 62 , nr. 9 . - P. 932-942 . — PMID 17895430 .
  10. MILLS GC Catabolismul hemoglobinei. I. Glutation peroxidaza, o enzimă eritrocitară care protejează hemoglobina de degradarea oxidativă  (engleză)  // Journal of Biological Chemistry  : jurnal. - 1957. - Noiembrie ( vol. 229 , nr. 1 ). - P. 189-197 . — PMID 13491573 .

Vezi și